汽車整車工廠涂裝車間質(zhì)量ANDON系統(tǒng)

蔣佳燚

摘 要 Andon也稱“暗燈”，原為日語的音譯，日語的意思為“燈籠”，質(zhì)量人員可以通過ANDON呼叫生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)和修改質(zhì)量問題，改進和避免以后發(fā)生同樣的問題。操作員通過現(xiàn)場的拉繩或呼叫按鈕尋求幫助和激活ANDON系統(tǒng)的閃爍燈和音樂，在生產(chǎn)線離開本工位前如果問題還未解決，機運線將會停線。ANDON系統(tǒng)將記錄呼叫的次數(shù)和停線的時間，通過分析潛在的質(zhì)量、過程、設備的問題，在一定程度上提高了生產(chǎn)管理水平。

關鍵詞 ANDON；暗燈汽車生產(chǎn)線質(zhì)量管理

中圖分類號：U468 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0020-02

1 ANDON系統(tǒng)功能

汽車生產(chǎn)線質(zhì)量ANDON系統(tǒng)（以下簡稱 ANDON）目的是提供生產(chǎn)信息的可視化顯示，提示現(xiàn)場人員請求幫助信息和故障信息并幫助維修人員作出響應?，F(xiàn)場生產(chǎn)人員可以看到相關生產(chǎn)信息，如生產(chǎn)計劃、完成車數(shù)、存儲區(qū)車數(shù)、停線時間等。質(zhì)量人員可以通過ANDON呼叫生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)和修改質(zhì)量問題，改進和避免以后發(fā)生同樣的問題。操作員通過現(xiàn)場的拉繩開關激活ANDON系統(tǒng)的閃爍燈和音樂呼叫班組長，在生產(chǎn)線離開本工位前如果問題還未解決，機運線將停止。ANDON系統(tǒng)將記錄呼叫的次數(shù)和停線的時間，通過分析潛在的質(zhì)量、過程、設備和相關區(qū)域，有利于提高生產(chǎn)管理水平。

涂裝車間中，ANDON系統(tǒng)主要實現(xiàn)如下功能。

1）為操作工提供呼叫幫助和更多的停線的方式。操作工通過安裝在每個操作工位兩側的拉線開關或帶燈按鈕來實現(xiàn)幫助請求，同時系統(tǒng)還將提供包括到位停線、緊急停線。通過上述這些功能，可大幅度的減少不必要的停線時間，從而提高單班日產(chǎn)量。

2）生產(chǎn)信息及時傳遞和處理。系統(tǒng)能實時并準確的通過LED顯示板、工業(yè)液晶顯示器或計算機屏幕，顯示出當前要求停線的工位，通過這些顯示提示相關人員迅速作出反應，減少解決問題的時間。同時，通過方便的信息顯示功能使各相關部門及時準確的了解現(xiàn)生產(chǎn)問題及問題的狀態(tài)。根據(jù)LED顯示板、工業(yè)液晶顯示器或計算機屏幕上提供的信息，工作人員可以及時的響應現(xiàn)場的請求，另外采用音樂或提示音作為報警聲音可以讓相關人員在第一時間得以響應，及時解決問題。

3）監(jiān)控功能。ANDON管理服務器實時采集各控制系統(tǒng)中PLC的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)實時存入數(shù)據(jù)庫。通過這些數(shù)據(jù)可以實時反映車間各線體ANDON的正常運行、固定停車、臨時停車等情況，監(jiān)控車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)。操作人員還可以在此系統(tǒng)上調(diào)整相關參數(shù)、進行編輯操作和查詢相應的生產(chǎn)信息。

通過現(xiàn)場監(jiān)控畫面我們可以得到每個質(zhì)量ANDON點的狀態(tài)、每個按鈕和拉繩的狀態(tài)、總線網(wǎng)絡的狀態(tài)、故障統(tǒng)計畫面、現(xiàn)場實時報警等信息。例如網(wǎng)絡監(jiān)控畫面，當某一個從站出現(xiàn)故障時，在此畫面上有指示，并且在報警界面中也有相應的報警信息。生產(chǎn)管理人員可以從中控室監(jiān)控到生產(chǎn)狀態(tài)、物料供應以及設備的運行情況。

4）物料需求。當工位缺少生產(chǎn)物料的時候，操作人員會按下物料按鈕，設置在物流區(qū)的顯示屏會顯示出缺少的物料、哪個工位缺料，同時會有語音提示，物流人員就會及時將物料送達相關工位。

5）報表系統(tǒng)。ANDON報表系統(tǒng)將會自動記錄并分析每個工位的停線次數(shù)，停線時間和停線原因及產(chǎn)量信息，并長期保存在系統(tǒng)后臺ANDON數(shù)據(jù)庫中，可以非常方便的進行歷史記錄統(tǒng)計和查詢。

根據(jù)報表提供的數(shù)據(jù)管理人員可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線上影響生產(chǎn)效率的瓶頸，采取對應的措施提高生產(chǎn)效率。

整個報表系統(tǒng)分3級權限：系統(tǒng)管理員、管理員和操作者。系統(tǒng)管理員權限能實現(xiàn)任何操作，包括：用戶管理，參數(shù)設置和報表查閱。管理員權限能實現(xiàn)參數(shù)設置和報表查閱。操作者權限只能實現(xiàn)報表查閱功能。系統(tǒng)根據(jù)用戶登入時的權限，提供不同的界面。

報表可以保存各種參數(shù)設置，以及各種監(jiān)控數(shù)據(jù)，提供用戶各種參數(shù)設置報表和監(jiān)控報表。報表包括：拉繩歷史記錄報表、雙班作息音樂配置報表、拉繩配置報表、生產(chǎn)線信號配置報表，PLC故障報表，用戶管理報表等。

圖1 報表畫面舉例

6）與工廠其他系統(tǒng)無縫連接。系統(tǒng)與AVI、PMC、廠內(nèi)ERP系統(tǒng)實現(xiàn)信息交互，進行實時數(shù)據(jù)傳遞，為其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。

2 ANDON系統(tǒng)架構

其中主要系統(tǒng)技術核心和標準包括：①采用PLC邏輯控制器控制平臺作為系統(tǒng)的控制中心；②采用統(tǒng)一的現(xiàn)場設備層通訊總線采集現(xiàn)場分布式總線I/O的信號；③采用高效可靠的上位機監(jiān)控軟件平臺；④采用SQL2008中文標準板作為系統(tǒng)上位數(shù)據(jù)庫平臺；⑤ANDON報表的歷史記錄查詢、瀏覽功能采用基于網(wǎng)頁的形式。

ANDON系統(tǒng)的SQL數(shù)據(jù)庫具備與工廠內(nèi)將要實施的其他信息系統(tǒng)在通訊和數(shù)據(jù)流向上的兼容性。在控制室設置ANDON顯示控制計算機、ANDON管理服務器、ANDON歷史數(shù)據(jù)服務器；在ANDON歷史數(shù)據(jù)服務器上開發(fā)基于網(wǎng)頁形式的ANDON歷史記錄查詢?yōu)g覽應用程序，為車間辦公室的計算機提供基于WEB形式的ANDON歷史記錄的瀏覽與查詢功能。外延了整個系統(tǒng)的使用范圍，方便了以后對整個系統(tǒng)的管理，使ANDON系統(tǒng)能夠真正成為生產(chǎn)制造系統(tǒng)的核心之一。

圖2 系統(tǒng)架構圖

2.1 控制系統(tǒng)分層

整個ANDON控制系統(tǒng)分為二層網(wǎng)絡（工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線），三個層次（監(jiān)控層，控制層和設備層）。每個層次中使用不同的網(wǎng)絡結構及軟硬件配置，以實現(xiàn)不同的功能。

電控系統(tǒng)首先滿足車間工藝要求，結合目前國際，國內(nèi)自動化水平和汽車行業(yè)的實際運做方式，選擇在業(yè)內(nèi)應用成熟，技術先進可靠，功能實用的控制方式與控制設備。

1）監(jiān)控層。采用EtherNet/IP標準工業(yè)以太網(wǎng)對車間各個受控設備的運行狀況進行集中監(jiān)測，接口類型RJ45雙絞線。endprint

2）控制層。控制層是整個控制系統(tǒng)的核心，在整個電控系統(tǒng)中起著“承上啟下”的作用。它采用PLC及其網(wǎng)絡系統(tǒng)接受現(xiàn)場發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，發(fā)出相應的指令（輸出信號）對現(xiàn)場設備進行控制。實時將故障信息提交給監(jiān)控系統(tǒng)，并進行聲光報警。同時，通過EtherNet/IP網(wǎng)絡使得控制層內(nèi)各個PLC之間可方便的進行數(shù)據(jù)交流。

3）設備層。設備層是整個電控系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，主要設備包括現(xiàn)場遠程站，現(xiàn)場設備檢測單元（拉繩開關等），直接或通過現(xiàn)場總線與控制層中的PLC相聯(lián)系，將輸入信號傳遞給PLC。

2.2 車間的ANDON系統(tǒng)中都將包括如下主要功能部件

1）ANDON顯示控制計算機。采用工控機，該計算機采用Windos SERVER 2008系統(tǒng)和專用顯示控制軟件，控制車間中的大屏顯示內(nèi)容和音樂。通過以太網(wǎng)聯(lián)接到涂裝車間工廠內(nèi)網(wǎng)，執(zhí)行系統(tǒng)的顯示信息管理功能。

主要功能包括：ANDON系統(tǒng)配置（通過該計算機可靈活配置ANDON板顯示內(nèi)容）；ANDON板實時顯示。

2）ANDON管理服務器。采用機架式服務器。該計算機采用Windos SERVER 2008系統(tǒng)和CIMPLICITY監(jiān)控軟件。通過以太網(wǎng)聯(lián)接到涂裝車間工廠內(nèi)網(wǎng)，執(zhí)行系統(tǒng)的上位機管理功能。

主要功能包括：各種停線信息報告；系統(tǒng)故障報警；實時把數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫；報表查詢功能等。

3）歷史數(shù)據(jù)存儲服務器。采用機架式服務器。該計算機采用Windos SERVER 2008 系統(tǒng)和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫軟件。該服務器存儲車間中的ANDON系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，為車間中的計算機提供WEB歷史數(shù)據(jù)查詢服務，通過它來實現(xiàn)ANDON系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)備份功能。

4）ANDON系統(tǒng)PLC。位于車間內(nèi)，ANDON系統(tǒng)包括一套PLC控制系統(tǒng)；插有總線通訊模塊，通過現(xiàn)場總線采集I/O信號。配置以太網(wǎng)通訊模塊，以便與上位系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

5）ANDON顯示板。顯示屏能顯示車間需要的各種信息，主要顯示工位呼叫信息、質(zhì)量呼叫信息、目標產(chǎn)量、實時產(chǎn)量、合格率等與生產(chǎn)直接相關的內(nèi)容。

圖3 顯示屏畫面舉例

6）多媒體音樂發(fā)生器。安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場，每一塊ANDON顯示屏都配有一套音樂發(fā)生器，音樂的類型將可由客戶來定義。所有這些聲音的選擇可觸發(fā)都是通過ANDON顯示控制計算機來控制，客戶可通過ANDON控制計算機任意定義事件的音樂。

7）拉線開關、防爆開關。非防爆區(qū)域的質(zhì)量呼叫采用拉線開關或帶燈按鈕，防爆區(qū)域采用防爆帶燈按鈕。通過拉線開關或防爆開關實現(xiàn)呼叫或停線功能。

3 結束語

ANDON系統(tǒng)正在被廣泛的應用于國內(nèi)外汽車生產(chǎn)質(zhì)量管理體系中，實現(xiàn)了汽車制造業(yè)的有效質(zhì)量控制、最佳物料調(diào)配、降本增效的目標。

參考文獻

[1]Savas Tuemis，張文明.用于優(yōu)化生產(chǎn)線及裝備線的ANDON系統(tǒng)[J].機電工程，2007，24（5）：31-33，55.

[2]李廣泰.看板與目視管理[M].深圳：海天出版社，2005.endprint

2）控制層?？刂茖邮钦麄€控制系統(tǒng)的核心，在整個電控系統(tǒng)中起著“承上啟下”的作用。它采用PLC及其網(wǎng)絡系統(tǒng)接受現(xiàn)場發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，發(fā)出相應的指令（輸出信號）對現(xiàn)場設備進行控制。實時將故障信息提交給監(jiān)控系統(tǒng)，并進行聲光報警。同時，通過EtherNet/IP網(wǎng)絡使得控制層內(nèi)各個PLC之間可方便的進行數(shù)據(jù)交流。

3）設備層。設備層是整個電控系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，主要設備包括現(xiàn)場遠程站，現(xiàn)場設備檢測單元（拉繩開關等），直接或通過現(xiàn)場總線與控制層中的PLC相聯(lián)系，將輸入信號傳遞給PLC。

2.2 車間的ANDON系統(tǒng)中都將包括如下主要功能部件

1）ANDON顯示控制計算機。采用工控機，該計算機采用Windos SERVER 2008系統(tǒng)和專用顯示控制軟件，控制車間中的大屏顯示內(nèi)容和音樂。通過以太網(wǎng)聯(lián)接到涂裝車間工廠內(nèi)網(wǎng)，執(zhí)行系統(tǒng)的顯示信息管理功能。

主要功能包括：ANDON系統(tǒng)配置（通過該計算機可靈活配置ANDON板顯示內(nèi)容）；ANDON板實時顯示。

2）ANDON管理服務器。采用機架式服務器。該計算機采用Windos SERVER 2008系統(tǒng)和CIMPLICITY監(jiān)控軟件。通過以太網(wǎng)聯(lián)接到涂裝車間工廠內(nèi)網(wǎng)，執(zhí)行系統(tǒng)的上位機管理功能。

主要功能包括：各種停線信息報告；系統(tǒng)故障報警；實時把數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫；報表查詢功能等。

3）歷史數(shù)據(jù)存儲服務器。采用機架式服務器。該計算機采用Windos SERVER 2008 系統(tǒng)和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫軟件。該服務器存儲車間中的ANDON系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，為車間中的計算機提供WEB歷史數(shù)據(jù)查詢服務，通過它來實現(xiàn)ANDON系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)備份功能。

4）ANDON系統(tǒng)PLC。位于車間內(nèi)，ANDON系統(tǒng)包括一套PLC控制系統(tǒng)；插有總線通訊模塊，通過現(xiàn)場總線采集I/O信號。配置以太網(wǎng)通訊模塊，以便與上位系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

5）ANDON顯示板。顯示屏能顯示車間需要的各種信息，主要顯示工位呼叫信息、質(zhì)量呼叫信息、目標產(chǎn)量、實時產(chǎn)量、合格率等與生產(chǎn)直接相關的內(nèi)容。

圖3 顯示屏畫面舉例

6）多媒體音樂發(fā)生器。安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場，每一塊ANDON顯示屏都配有一套音樂發(fā)生器，音樂的類型將可由客戶來定義。所有這些聲音的選擇可觸發(fā)都是通過ANDON顯示控制計算機來控制，客戶可通過ANDON控制計算機任意定義事件的音樂。

7）拉線開關、防爆開關。非防爆區(qū)域的質(zhì)量呼叫采用拉線開關或帶燈按鈕，防爆區(qū)域采用防爆帶燈按鈕。通過拉線開關或防爆開關實現(xiàn)呼叫或停線功能。

3 結束語

ANDON系統(tǒng)正在被廣泛的應用于國內(nèi)外汽車生產(chǎn)質(zhì)量管理體系中，實現(xiàn)了汽車制造業(yè)的有效質(zhì)量控制、最佳物料調(diào)配、降本增效的目標。

參考文獻

[1]Savas Tuemis，張文明.用于優(yōu)化生產(chǎn)線及裝備線的ANDON系統(tǒng)[J].機電工程，2007，24（5）：31-33，55.

[2]李廣泰.看板與目視管理[M].深圳：海天出版社，2005.endprint

2）控制層?？刂茖邮钦麄€控制系統(tǒng)的核心，在整個電控系統(tǒng)中起著“承上啟下”的作用。它采用PLC及其網(wǎng)絡系統(tǒng)接受現(xiàn)場發(fā)來的數(shù)據(jù)信息，發(fā)出相應的指令（輸出信號）對現(xiàn)場設備進行控制。實時將故障信息提交給監(jiān)控系統(tǒng)，并進行聲光報警。同時，通過EtherNet/IP網(wǎng)絡使得控制層內(nèi)各個PLC之間可方便的進行數(shù)據(jù)交流。

3）設備層。設備層是整個電控系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)，主要設備包括現(xiàn)場遠程站，現(xiàn)場設備檢測單元（拉繩開關等），直接或通過現(xiàn)場總線與控制層中的PLC相聯(lián)系，將輸入信號傳遞給PLC。

2.2 車間的ANDON系統(tǒng)中都將包括如下主要功能部件

1）ANDON顯示控制計算機。采用工控機，該計算機采用Windos SERVER 2008系統(tǒng)和專用顯示控制軟件，控制車間中的大屏顯示內(nèi)容和音樂。通過以太網(wǎng)聯(lián)接到涂裝車間工廠內(nèi)網(wǎng)，執(zhí)行系統(tǒng)的顯示信息管理功能。

主要功能包括：ANDON系統(tǒng)配置（通過該計算機可靈活配置ANDON板顯示內(nèi)容）；ANDON板實時顯示。

2）ANDON管理服務器。采用機架式服務器。該計算機采用Windos SERVER 2008系統(tǒng)和CIMPLICITY監(jiān)控軟件。通過以太網(wǎng)聯(lián)接到涂裝車間工廠內(nèi)網(wǎng)，執(zhí)行系統(tǒng)的上位機管理功能。

主要功能包括：各種停線信息報告；系統(tǒng)故障報警；實時把數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫；報表查詢功能等。

3）歷史數(shù)據(jù)存儲服務器。采用機架式服務器。該計算機采用Windos SERVER 2008 系統(tǒng)和SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫軟件。該服務器存儲車間中的ANDON系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，為車間中的計算機提供WEB歷史數(shù)據(jù)查詢服務，通過它來實現(xiàn)ANDON系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)備份功能。

4）ANDON系統(tǒng)PLC。位于車間內(nèi)，ANDON系統(tǒng)包括一套PLC控制系統(tǒng)；插有總線通訊模塊，通過現(xiàn)場總線采集I/O信號。配置以太網(wǎng)通訊模塊，以便與上位系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

5）ANDON顯示板。顯示屏能顯示車間需要的各種信息，主要顯示工位呼叫信息、質(zhì)量呼叫信息、目標產(chǎn)量、實時產(chǎn)量、合格率等與生產(chǎn)直接相關的內(nèi)容。

圖3 顯示屏畫面舉例

6）多媒體音樂發(fā)生器。安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場，每一塊ANDON顯示屏都配有一套音樂發(fā)生器，音樂的類型將可由客戶來定義。所有這些聲音的選擇可觸發(fā)都是通過ANDON顯示控制計算機來控制，客戶可通過ANDON控制計算機任意定義事件的音樂。

7）拉線開關、防爆開關。非防爆區(qū)域的質(zhì)量呼叫采用拉線開關或帶燈按鈕，防爆區(qū)域采用防爆帶燈按鈕。通過拉線開關或防爆開關實現(xiàn)呼叫或停線功能。

3 結束語

ANDON系統(tǒng)正在被廣泛的應用于國內(nèi)外汽車生產(chǎn)質(zhì)量管理體系中，實現(xiàn)了汽車制造業(yè)的有效質(zhì)量控制、最佳物料調(diào)配、降本增效的目標。

參考文獻

[1]Savas Tuemis，張文明.用于優(yōu)化生產(chǎn)線及裝備線的ANDON系統(tǒng)[J].機電工程，2007，24（5）：31-33，55.

[2]李廣泰.看板與目視管理[M].深圳：海天出版社，2005.endprint